湖北省武汉市蔡甸区汉阳一中、江夏区第一中学、洪山高级中学2024-2025学年高二下学期2月联考物理试卷（Word版附解析）

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一、选择题
1. 下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是（ ）
A. 图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相同的速度同向转动
B. 图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速减小
C. 图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱指针摆动
D. 图丁：安检门利用涡流可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据电磁驱动原理，图中当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁体转动的
慢，故 A 错误；
B．铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，由于电磁感应，铜盘中会产生感应电流，这个感应电
流会受到磁场的作用力，从而阻碍铜盘的转动，使铜盘的转速减小，故 B 正确；
C．搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起，是为了形成一个闭合回路。当电流表受到震动时，指针的
摆动会带动连接指针的线圈摆动，线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流，会受到安培力作用，安培力阻
碍线圈的摆动，从而起到减弱指针摆动的作用，故 C 正确；
D．安检门利用涡流可以检测金属物品。当携带金属物品经过安检门时，金属物品会在交变磁场中产生涡流，
这个涡流又会产生交变磁场，被安检门检测到，从而触发报警，故 D 正确。
本题选不正确的，故选 A。
【点睛】根据电磁感应的基本原理以及其在各种场景中的应用逐一分析各个选项。本题主要是考查电磁驱
动和电磁阻尼，关键是弄清楚各仪器的工作原理，掌握电磁驱动和电磁阻尼的原理。
2. 2024 春节，湖北部分地区发生暴雪及冻雨灾害天气，气温下降剧烈。市场上某款电热器热销，其内部电
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路示意图如图甲所示，现把电热器接在交流电源上，当电热丝被加热到一定温度后，装置 P 使电热丝两端
的电压变为如图乙所示的波形，此时理想交流电压表的示数为（ ）
A. 55V B. 110V C. 156V D. 220V
【答案】B
【解析】
【详解】理想交流电压表的示数为有效值，则示数为
解得 。
故选 B。
3. 研究人员发现一种具有独特属性的新型合金能够将内能直接转化为电能。具体而言，只要略微提高温度，
这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示。A 为圆柱形合金
材料，B 为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径。现对 A 进行加热，下列说法
正确的是（ ）
A. B 线圈的磁通量将减小
B. B 线圈一定有收缩的趋势
C. B 线圈中感应电流产生的磁场阻止了 B 线圈内磁通量的增加
D. 若从左向右看 B 中产生顺时针方向的电流，则 A 左端是强磁性合金的 N 极
【答案】D
【解析】
【详解】AB．现对 A 进行加热，其磁感应强度增大，A 内部磁场与外部磁场方向相反，B 线圈的总磁通量
与 A 内部磁场方向相同，磁通量变大，由楞次定律可知，B 线圈一定有扩张的趋势，故 AB 错误；
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C．根据楞次定律可知，B 线圈中感应电流产生的磁场阻碍了 B 线圈内磁通量的增加，而非阻止，故 C 错误；
D．根据右手螺旋定则和楞次定律可知，若从左向右看 B 中产生顺时针方向的电流，感应电流磁场向右，则
A 中原磁场方向向左，A 内部磁场大于外部磁场，因此磁场方向要看内部，即 A 左端是强磁性合金的 N 极，
故 D 正确。
故选 D。
4. 如图所示，两平行虚线间区域存在垂直纸面向里、宽度为 l 的匀强磁场，梯形 abcd 是位于纸面内的直角
梯形导线框，ab 边刚好与磁场区域右边界重合，bc 间的距离为 2l， ．从 时刻起，使线圈沿
垂直于磁场区域边界的方向以速度 v 匀速穿越磁场区域，规定梯形线圈中感应电流顺时针方向为正方向，
则在线圈穿越磁场区域的过程中，下列关于感应电流 I 随时间 t 变化的图像可能正确的是（ ）
A. B. C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】由楞次定律可知，在 时间内感应电流方向沿逆时针方向，线圈切割磁感线的有效长度越来越
短且成线性递减，所以感应电动势减小，故感应电流也随时间线性减小；在 时间内感应电流方向沿
顺时针，只有 ad 边切割磁感线，有效切割长度不变，则感应电动势不变，故感应电流大小不变；在
时间内感应电流方向沿顺时针，线圈切割磁感线的有效长度越来越短且成线性递减，则感应电动势
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减小，故感应电流也随时间线性减小。
故选 B。
5. 如图所示，在直角三角形 区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，
， ，边长 ，一个粒子源在 a 点将质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子以大小和
方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】粒子沿 ab 边界方向射入磁场从 ac 边射出磁场时转过的圆心角最大，粒子在磁场中的运动时间最长，
粒子速度最大时运动轨迹与 bc 相切，粒子运动轨迹如图所示
由题意知
则
因为四边形 是正方形，所以粒子做圆周运动的半径
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粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
故选 C。
6. 人体血管状况及血液流速可以反映身体健康状态。血管中的血液通常含有大量的正负离子。如图，血管
内径为 d，血流速度 v 方向水平向右。现将方向与血管横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段血
管，其磁感应强度大小恒为 B，当血液的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定时（ ）
A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高 B. 若血管内径变小，则血液流速变小
C. 血管上下侧电势差与血液流速无关 D. 血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据左手定则可知正粒子向血管上侧偏转，负离子向血管下侧偏转，则血管上侧电势高，血管
下侧电势低，故 A 错误；
B．血液的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定为 ，若血管内径变小，则血管的横截面积
变小，根据 可知则血液流速变大，故 B 错误；
CD．稳定时，粒子所受洛伦兹力等于所受的电场力，根据
可得
又
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联立可得
根据 可知血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小，血液的流速变化，则血管内径一定改变，
则血管上下侧电势差改变，所以血管上下侧电势差与血液流速有关，故 D 正确，C 错误。
故选 D
7. 如图所示，水平面上固定的两光滑平行长直导轨，间距为 L，处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场
方向与导轨平面垂直，两质量都为 m、电阻都为 R 的导体棒 、 垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，
静止， 以初速度 向右运动，运动过程中两棒不发生相碰。不计导轨电阻，忽略感应电流产生的磁场，
则（ ）
A. 导体棒 最终停止运动， 以某一速度匀速运动
B. 导体棒 的最大加速度为
C. 两导体棒的初始距离最小为
D. 回路中产生的总焦耳热为
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据楞次定律，导体棒 、 最终以相同 速度匀速直线运动，设共同速度为 ，水平向右
为正方向，根据动量守恒定律可得
解得
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两导体最终都以 的速度匀速运动，故 A 错误；
B． 以初速度 向右运动时两导体棒加速度最大，则有
解得
故 B 正确；
C．当导体棒 、 速度相等时距离为零，则两棒初始距离最小，设最小初始距离为 l，则通过导体棒横截
面的电量为
对导体棒 ，由动量定理得
即
解得
故 C 错误；
D．设导体棒 、 在整个过程中产生的焦耳热为 ，根据能量守恒定律可得
解得
故 D 错误；
故选 B。
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8. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 3：1，当输入电压 时，额定电压为 3V 的灯泡 正
常发光，此时灯泡 也刚好正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 的电压是 3V B. 的额定电压是 9V
C. 的额定功率是 的 3 倍 D. 的额定功率是 的 9 倍
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．设原线圈，副线圈电流为 ， ，匝数 、 ，设灯泡 、灯泡 电压分别为 、 ，
题意易得 ，则有
代入题中数据，解得
故 A 正确，B 错误；
CD．设 、 的额定功率分别为 ，
故
又因为 、 均为 3V，故可得
又因为
联立可得
整理可得
故 C 正确，D 错误。
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故选 AC。
9. 如图所示为我国民众应对高温天气所用的吊扇，此时固定于天花板上的吊扇正在顺时针旋转（仰视），转
速为 n。已知叶片 ab 的长度为 L，忽略转轴的大小，吊扇所在位置处地磁场的磁感应强度大小为 B，方向
与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ）
A. a、b 两端的电势差大小为
B. a、b 两端的电势差大小为
C. a 端的电势高于 b 端的电势
D. a 端的电势低于 b 端的电势
【答案】AC
【解析】
【详解】北方地磁场的磁感应强度垂直于叶片向下的分量为
由法拉第电磁感应定律有
根据角速度和转速得关系有
又因为
可得 a、b 两端的电势差大小为
由右手定则可知，a 端的电势高于 b 端的电势。
故选 AC
10. 如图所示，在 xOy 平面的第一、二象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，在第
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三、四象限的－d≤y≤0 范围内有沿 x 轴正方向的匀强电场，在坐标原点 O 有一粒子源可以向 x 轴上方以不
同速率向各个方向发射质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子，x 轴上的 P 点坐标为（－d，0），y 轴上的 Q
点坐标为（0，－d）。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用。下列选项分析正确的是（ ）
A. 沿不同方向射入磁场经过 P 点的粒子速率可能相同
B. 若以最小速率经过 P 点的粒子又恰好能过 Q 点，则电场强度大小为
C. 若粒子源发射的粒子最大速率为ν，在第二象限中有粒子扫过的区域面积为
D. 所有经过 P 点的粒子在匀强电场中运动的时间均相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A．经过 P 点圆弧轨迹均以 PO 为弦，如图所示
经过 O、P 两点的半径相等的圆 O1 与圆 O2，粒子可以分别沿这两个等大的圆在磁场中的圆弧部分做圆周运
动经过 P 点，由于运动半径相等，故粒子速度大小相同，故 A 正确；
B．粒子以最小速率经过 P 点时，在磁场中的轨迹恰好为半个圆周，到达 P 点时速度方向垂直于 x 轴，粒子
在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得
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解得
当 OP 为粒子运动轨迹的直径时
圆周运动半径最小，粒子经过 P 点时速度最小，可得
由 P 点到 Q 点做类平抛运动。沿 y 轴负方向做匀速直线运动，则有
沿 x 轴正方向做匀加速直线运动，则有
由牛顿第二定律得
解得电场强度
故 B 错误；
C．由题意可知，若粒子源发射的粒子最大速率为ν，由洛伦兹力提供向心力得
则粒子运动轨迹的最大半径为
粒子向不同方向进入磁场时，粒子扫过的区域为以圆形轨迹直径为半径的 扇形面积，即，在第二象限中
有粒子扫过的区域面积为
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故 C 错误；
D．设沿不同方向进入磁场的粒子，经过 P 点的速度方向与 x 轴夹角为 ，如图所示
由几何关系得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
在 P 点垂直电场方向的分速度为
可见 为定值。粒子穿过电场过程沿 y 轴负方向做匀速直线运动，则有
因为 定值，故所有经过 P 点的粒子在匀强电场中运动的时间均相同，故 D 正确。
故选 AD。
二、非选择题
11. 为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。
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（1）小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，所用电流表指针偏转方向与电流方
向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。
将条形磁铁按如图甲方式 S 极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙
所示。关于该实验，下列说法正确的是______。
A. 必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转
B. 将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小
C. 将磁体的 N、S 极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转
D. 将磁体的 N、S 极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转
（2）小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。将线圈 A 插入线圈 B 中，闭合开关 S 瞬间，发现
电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是______。
A. 插入铁芯
B. 拔出线圈 A
C. 将滑动变阻器的滑片向左移动
D. 将滑动变阻器的滑片向右移动
（3）实验结束后，该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器，
接通电路稳定后，再断开电路，并记录下两支路的电流情况如图所示，由图可知：
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①流过灯泡的电流是______（选填“ ”或“ ”）
②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮
着的时间将______。（选填“变长”、“变短”或“不变”）
【答案】（1）C （2）AC
（3） ①. ②. 变短
【解析】
【小问 1 详解】
A．S 极向下插入螺线管时，不需要保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针都会向右偏转，故 A 错误；
B．将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大，故 B 错误；
C．将磁体的 N、S 极对调，并将其向上抽出，则螺线管的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈中
感应电流方向由 B 到 A，则电流从“+”接线柱流入电流表，电流表的指针向右偏转，故 C 正确；
D．将磁体的 N、S 极对调，并将其向下插入，则螺线管的磁通量向下增大，根据楞次定律可知，线圈中感
应电流方向由 A 到 B，则电流从“-”接线柱流入电流表，电流表的指针向左偏转，故 D 错误。
故选 C。
【小问 2 详解】
将线圈 A 插入线圈 B 中，闭合开关 S 瞬间，发现电流计指针右偏，可知当线圈 B 中的磁通量增加时，电流
计指针右偏。
A．插入铁芯，线圈 B 中的磁通量增加，电流计指针右偏，故 A 正确；
B．拔出线圈 A，线圈 B 中的磁通量减少，电流计指针左偏，故 B 错误；
C．将滑动变阻器的滑片向左移动，线圈 A 中电流增大，线圈 B 中的磁通量增加，电流计指针右偏，故 C
正确；
D．将滑动变阻器的滑片向右移动，线圈 A 中电流减小，线圈 B 中的磁通量减少，电流计指针左偏，故 D
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错误。
故选 AC。
【小问 3 详解】
①[1]由图可知，断电前，通过灯泡和线圈的电流均恒定，且通过线圈的电流大于通过灯泡的电流。断电瞬
间，线圈产生自感电动势阻碍通过其电流减小，而此时灯泡和线圈构成一回路，从而使通过灯泡的电流瞬
间增大，且方向与原来电流方向相反。所以断电瞬间，灯泡中电流是 i1。
②[2]在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，线圈的自感系数减小，对电
流减小的阻碍能力变弱，所以可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将变短。
12. 小明同学要把一个电流计（满偏电流为 1 mA，内阻未知）改装成一个量程为 6 V 电压表。为此，他
设计了图甲所示的实验电路图，先进行该电流计内阻值的测量。其中 R1 为总阻值较大的滑动变阻器。连接
好电路后，小明同学进行了如下实验操作：
①开关闭合之前将 R1、R2 调到最大值；
②只闭合开关 S1，将 R1 由最大阻值逐渐调小，使电流计读数达到满偏电流 Ig；
③保持 R1 不变，再闭合 S2，调节电阻箱 R2 的值，使电流计读数等于 ，同时记录下此时电阻箱的读数
为 60 Ω。
（1）根据实验记录的数据，可求得待测电流计的内阻为_______Ω；
（2）小明同学用测量值作为电流表的内阻，将电流表改装成量程为 6 V 的电压表，需要串联一个 R = _______
Ω的电阻；
（3）小明同学用一个同量程的标准电压表与改装后的电压表并联进行校准，其中标准电压表示数如图乙所
示时，改装电压表的表盘如图丙所示，则改装后的电压表量程为_______V（保留两位有效数字），改装电表
的量程发生偏差的可能原因是：电流计内阻测量值比真实值_______（选填“偏大”或“偏小”）；
（4）要达到预期改装目的，不重新测量电流计的内阻值，只需将阻值为 R 的电阻换为一个阻值为 kR 的电
阻即可，其中 k = _______。
【答案】（1）120 （2）5880
（3） ①. 6.4 ②. 偏小
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（4）
【解析】
【小问 1 详解】
根据并联电路规律有
求得
【小问 2 详解】
根据串联电路规律有
求得
【小问 3 详解】
[1][2]由图乙和图丙可知，电流表指针指在表盘中央时对应的实际电压为 3.2 V，故改装后的电压表量程为
改装后的电压表的量程偏大，是因为所串联的电阻偏大，而所串联的电阻为
所以，造成改装后的电压表的量程偏大的原因是，电流计内阻测量值比真实值偏小。
【小问 4 详解】
根据串联电路规律有
联立求得
13. 所示，线圈的面积是 ，共有 100 匝；线圈电阻为 ，外接电阻 ，匀强磁场的磁感应强
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度为 ，当线圈以 的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求：
（1）线圈转过 时电动势的瞬时值多大；
（2）线圈每转过一周，外力所做的功；
（3）线圈转过 的过程中流过电阻 的电量。
【答案】（1）
（2）25J （3）
【解析】
【小问 1 详解】
根据题意可得
从线圈处于中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时表达式为
线圈转过 时，电动势的瞬时值为
【小问 2 详解】
由闭合电路欧姆定律可得
其中
联立解得
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线圈每转过一周，外力所做的功等于整个回路产生的焦耳热，则有
代入数据解得
【小问 3 详解】
线圈转过 的过程中，线圈转过角度为
流过电阻 R 的电量为
解得
14. 如图 1 所示，两根间距为 、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角 ，导
轨底端接入一阻值为 的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为 的匀强磁场，磁场方向垂直于
导轨平面向上，在导轨上垂直于导轨放置一质量为 、电阻为 的金属杆，开始时使金属
杆保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上 的恒力，金属杆由静止开始运动，图 2 为运
动过程的 图像，重力加速度 。则在金属杆向上运动的过程中，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度；
（2）前 内金属杆通过的位移；
（3）前 内电阻 产生的热量。
【答案】（1）1T （2）4.2m
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（3）6.2J
【解析】
【小问 1 详解】
当 时，速度为 ，此时
感应电动势为
感应电流
安培力
根据受力平衡可得
联立解得
【小问 2 详解】
前 内，根据动量定理有
设前 内金属杆通过的位移为
联立解得
【小问 3 详解】
内金属杆通过的位移为
前 内对棒由动能定理
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电路中产生的总热量
电阻 产生 热量为
联立解得
15. 如图所示，在 坐标系 区域内存在平行于 轴、电场强度大小为 （ 未知）的匀强电场，分
界线 将 区域分为区域Ⅰ和区域Ⅱ，区域Ⅰ存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为 （ 未知）的
匀强磁场，区域Ⅱ存在垂直直面向里、磁感应强度大小为 的匀强磁场及沿 轴负方向、电场强度
大小为 的匀强电场。一质量为 、电荷量为 的带正电粒子从 点以初速度 垂直电场
方向进入第二象限，经 点进入区域Ⅰ，此时速度与 轴正方向的夹角为 ，经区域Ⅰ后由分界线 上
的 点（图中未画出）垂直分界线进入区域Ⅱ，不计粒子重力及电磁场的边界效应。求：
（1）电场强度 的大小；
（2）带电粒子从 点运动到 点的时间 ；
（3）粒子在区域Ⅱ中运动时，第 1 次和第 5 次经过 轴的位置之间的距离 。
【答案】（1）
（2）
（3）
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【解析】
【小问 1 详解】
粒子经过 点时的速度
粒子从 点到 点，由动能定理得
解得
【小问 2 详解】
粒子从 点到 点，由运动学公式有
解得
粒子从 点到 A 点，其运动轨迹如图 1 所示
由抛体运动的规律可得
由几何关系可得，粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动的半径
运动时间
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则
【小问 3 详解】
粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
解得
在 A 点对粒子由配速法，如图 1 所示，设 对应的洛伦兹力与静电力平衡
方向相反， 与 合速度 对应洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，这样粒子进入区域Ⅱ中的运动分解
为以 的匀速直线运动和以 的匀速圆周运动,静电力等于洛伦兹力
解得
合速度
设对应的匀速圆周运动的半径为 ，由洛伦兹力提供向心力有
解得
其运动轨迹如图 2 所示
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粒子从第 1 次到第 5 次经过 轴，共运动了 2 个周期，时间
距离
解得
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